GC-MS法研究成熟度對歐李果香氣成分的影響

劉俊英，李雙石，閆征，李衛東

（1.北京電子科技職業學院生物工程學院，北京100176；2.中國中醫藥大學中藥學院，北京100102）

歐李果色澤鮮艷，營養豐富，鈣含量高達450.36 mg/kg，被譽為“鈣果”，原汁中含有19種氨基酸，總含量520.41 mg/100 mL[1-3]，歷史上歐李曾被作為“貢品”送往皇室享用。歐李根冠比大，耐旱、耐寒、耐鹽堿，適應性強，可以有效防止水土流失，在生態治理中發揮重要作用[4]，歐李于2009年由北京市林木品種審定委員會審定為林木良種，歐李的種植為“京津風沙源治理工程”做出貢獻。

隨著市場對果品品質要求越來越高以及食品工業對天然風味物質需求的增加，果品香氣日益受到關注[5]，水果在成熟過程中，香氣成分變化較大[6-10]。如葡萄在成熟過程中醇、醛酮降低，萜類化合物含量增加，在完熟時含量達到最大值，然后開始降低[11]。甜櫻桃、蘋果、越橘在果實成熟階段，香氣成分和含量差別很大[12]。所以研究者通常希望通過對果品中風味成分的檢測所得到的信息來了解其成熟度，觀察貯藏過程中品質的變化，以達到對水果及其加工制品質量的控制，風味物質控制已成為果蔬保鮮產品質量的重要指標。

歐李果實顏色鮮艷、風味獨特、香氣宜人，歐李果在北京7月中下旬成熟，成熟期較短，從八分熟到完熟大約需要一周左右時間，成熟度不好控制，目前對歐李果自然成熟發育過程中和貯存非自然成熟香氣成分的變化還不清楚。本研究以“京歐Ⅱ”歐李為試驗材料，采用固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用技術，對歐李果成熟過程中不同發育時期的香氣成分的種類和含量進行分析，并分析主要香氣物質形成時期，研究歐李果成熟過程中香氣成分的變化，對歐李果恰當時期采收和歐李食品研究開發具有指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

歐李果：“京歐Ⅱ”，采自京北歐李種植有限公司種植基地。歐李果成熟度描述，根據果實的發育階段，分為綠色期（未熟期）、粉紅色（70%～80%成熟）、大紅色（80%～90%成熟）和紫紅色（95%～100%成熟）。選擇10株生長正常的結果樹，分別在不同時期摘取粉色期、大紅色和紫紅色歐李果各1 kg。由于歐李果成熟期比較短，大紅色到紫紅色成熟期很短，在現場觀察等待歐李果成熟。采摘后鮮果，用放有冰袋的保溫箱帶回實驗室，立即進行試驗。

1.2 儀器

Agilent7890GC-5975CMS氣相色譜-質譜聯用儀（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）：美國Agilent公司；固相微萃取裝置（涂層為二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷共聚物（Divinylbenzene/Carboxen/Polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）-50 μm萃取頭：美國色譜科公司；AR2140型電子分析天平：北京成萌偉業科技有限公司；BSG-26型恒溫水浴鍋：上海一科儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 歐李果香氣成分提取

采用頂空固相微萃取法（headspace solid-phase micro extraction，HS-SPME）：將每份樣品隨機取15個歐李果實，將歐李果去核，用液氮研磨。在15 mL頂空瓶中加入3 g NaCl（其目的為減少被分析物質在水中的可溶性，使更多的揮發性物質揮發至溶液上的頂空并吸附到萃取頭上）；準確稱取5 g待測歐李果肉樣品，插入DVB/CAR/PDMS固相微萃取纖維頭，45℃頂空吸附40 min，GC解吸5 min。

1.3.2 GC-MS條件

色譜條件：色譜柱為DB-5ms柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：起始溫度 40 ℃保持 3 min，以4℃/min的速率升到100℃，然后以3℃/min的速率升到220℃，再以8℃/min的速率升到250℃，保持4min；進樣口溫度為260℃；載氣為氦氣，純度≥99.999%，流速1.0 mL/min，不分流，2 min后開閥。

質譜條件：電子方式為轟擊離子源，電離能量為70 eV；燈絲發射電流為200 μA，離子源溫度為210℃，GC-MS接口溫度為240℃。

1.3.3 數據處理

定性：試驗譜圖數據處理，未知化合物質譜圖，由Xcalibur軟件系統完成，同時與美國國家標準與技術研究院（national institute of standards and technology，NIST8.1）譜庫相匹配，并結合人工圖譜解析及資料分析，確認揮發性物質的各個化學成分。

定量：通過峰面積歸一化法計算各揮發性化合物的相對百分含量。

2 結果與分析

歐李果不同成熟度的香氣成分組成和相對含量見表1。

表1 不同采收成熟度歐李果香氣成分及其相對含量Table1 Aroma compounds and relative amount of Chinese Dwarf Cherry with different maturity

表1 不同采收成熟度歐李果香氣成分及其相對含量Table1 Aroma compounds and relative amount of Chinese Dwarf Cherry with different maturity

3種成熟度歐李果中共檢出75種香氣成分，其中酯類47種、醇類5種、醛類3種、酸3種、萜烯類物質12種、烷烴和萘5種。粉紅色歐李果檢測到脂類33種（96.99%）、醇類 1種（0.94%）、萜烯類 2種（0.53%）；大紅色歐李果中檢測到酯類36種（90.67%）、醇類4種（5.38%）、醛類1種（0.08%）、酸1種（0.01%）、萜烯類物質5種（2.23%）、烷烴和萘2種（0.34%）；紫紅色歐李果檢測到酯類41種（83.52%）、醇類5種（8.15%）、醛類3種（0.63%）、酸3種（0.28%）、萜烯類物質12種（4.77%）、烷烴和萘5種（0.82%）。

2.1 采收成熟度對歐李果香氣酯類化合物的影響

2.1 采收成熟度對歐李果酯類香氣成分種類和相對含量的影響見表1。

由表1可見，隨著采收成熟度的增加，粉紅、大紅到紫紅歐李果酯類香氣成分的種類增加（分別為33、36、41種），酯類總相對含量降低（分別為99.99%、90.67%、83.52%），不同酯類變化趨勢不同。成熟度增加，相對含量降低的酯類的香氣成分有18種，其中含量較高的酯類為：（從粉紅、大紅、紫紅歐李果相對含量變化見括號中數據）：辛酸正丁酯（16.42%、14.14%、11.67%）、乙酸己酯（12.45%、11.30%、8.39%）、2-己烯-1-醇乙酸酯（11.95%、9.23%、3.60%）、乙酸葉醇酯（8.54%、7.73%、5.59%）、己酸環己酯（7.15%、4.50%、2.18%）；成熟度增加相對含量升高的酯類香氣成分有19種，其中含量較高的酯類是：辛酸正丁酯（16.42%、14.14%、11.67%）、乙酸己酯（12.45%、11.30%、8.39%）、2-己烯-1-醇乙酸酯（11.95%、9.23%、3.60%）、乙酸葉醇酯（8.54%、7.73%、5.59%）、己酸環己酯（7.15%、4.50%、2.18%）。同時檢測到γ-癸內酯和γ-十一內酯兩種內脂化合物，并隨歐李果成熟度增加相對含量增加。

2.2 采收成熟度對歐李果香氣醇類、醛類、酸類化合物的影響

采收成熟度對歐李果醇類、醛類、酸類香氣成分種類和相對含量影響見圖1。

圖1 采收成熟度對歐李果醇類、醛類和酸類香氣成分相對含量的影響Fig.1 Effect of harvest maturity on relative content of alcohols，aldehydes and acids in Chinese Dwarf Cherry

由圖1可見，隨著歐李果成熟度增加，醇類、醛類、酸類的種類和相對含量增加。粉紅、大紅、紫紅歐李果醇類香氣成分分別為1、4、5種、相對含量分別為0.94%、5.83%、8.15%，從粉紅到大紅相對含量增幅較大，而大紅到紫紅增幅相對減小。主要醇類（E）-2-己烯-1-醇，大紅（4.33%）的相對含量是粉紅（0.94%）的4.60倍，紫紅（5.71%）是大紅的1.32倍；其次是葉醇，其在粉紅歐李果中未檢測到，大紅到紫紅歐李果相對含量分別為0.77%、1.90%；在粉紅歐李果中未檢測到醛類，從大紅色、紫紅歐李果醛類香氣成分分別為1種、3種，相對含量分別為0.08%、0.63%，含量比較低，主要醛類（E，E）-2，4-己二烯醛、壬醛在紫紅歐李果中相對含量分別是0.23%和0.24%；在粉紅歐李果中未檢測到酸，大紅色到紫紅歐李果酸類成分分別為1種、3種，相對含量分別為0.01、0.28%，百分含量很低，含量最高的3-甲基，4-葵烯酸在紫紅歐李果中相對含量為0.14%。

2.3 采收成熟度對歐李果香氣萜烯類化合物的影響

采收成熟度對歐李果萜烯類香氣成分種類和相對含量的影響見圖2。

圖2 采收成熟度對歐李果萜烯類香氣成分相對含量的影響Fig.2 Effect of harvest maturity on relative content of terpenes in Chinese Dwarf Cherry

由圖2可見，隨著歐李果采收成熟度增加，從粉紅（2種）、大紅（5種）到紫紅（12種）萜烯類化合物種類增多相對含量增加，分別是0.53%、2.23%、4.77%，大紅色歐李果萜烯類化合物相對含量是粉紅歐李果的4.21倍，增幅較大，紫紅色歐李果是大紅歐李果的2.14倍，增幅相對減小。主要萜烯類化合物是香葉醇和里哪醇，在粉紅歐李果中已經檢測到，香葉醇從粉紅色、大紅色到紫紅色相對含量分別為0.32%、1.16%、1.39%，大紅色是粉紅色3.63倍，增幅較大，紫紅色是大紅色是粉紅色3.63倍，增幅較大，紫紅色是大紅色的1.20倍，增幅減小；里哪醇由粉紅色、大紅色到紫紅色相對含量分別為0.21%、0.88%、1.33%，大紅色是粉紅色的4.19倍，紫紅色是大紅色的1.33倍，變化趨勢同香葉醇；其次萜烯類化合物是月桂烯、檸檬醛和香茅醇，含量較低，在大紅歐李果中檢測到。大紅色和紫紅色3種萜烯類化合物相對含量分為是月桂烯（0.09%、0.68%）、香茅醇（0.10%、0.27%）、檸檬醛（0.10%、0.38%），月桂烯、檸檬醛和香茅醇在大紅色到紫紅色歐李果中含量增幅較大；再次是橙花醇（0.20%）、檸檬烯（0.10%）、α-蒎烯（0.13%）、異松油烯（0.01%）、（z）3，7-二甲基 2，6-辛二烯醛（0.16%）、紫羅蘭酮（0.03%），7種萜烯類化合物在紫紅色歐李果中才能檢出。

3 討論與結論

在3種成熟度的歐李果中共檢出75種香氣成分，脂類47種、醇類5種、醛類3種、酸3種、萜烯類12種，烷烴和萘5種。隨著采收成熟度增加，歐李果酯類香氣成分種類增加，百分含量降低，醇類、醛類、酸類和萜烯類化合物香氣成分種類和百分含量均增加。其中，主要醇類香氣成分為（E）-2-己烯-1-醇和葉醇，在大紅歐李果中百分含量增幅較大，含量分別為4.33%、0.77%，在紫紅歐李果中相對含量分別為5.71%、1.90%；萜烯類化合物在大紅、紫紅中相對含量高達2.23%、4.77%，主要萜烯類化合物為香葉醇和里哪醇，在大紅歐李果中百分含量分別1.16%、0.88%，紫紅色相對含量分別為1.39%、1.33%，其次為月桂烯、檸檬醛、香茅醇和橙花醇。成熟歐李果香氣濃郁，具有典型的玫瑰香氣，并伴有有一定的青草氣味，尤其在大紅歐李果未成熟果實氣味比較明顯。